UTENSILI PER TORNIRE

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2 di Tecnologia Meccanica UTENSILI PER TORNIRE A cura dei proff. Morotti Giovanni e Santoriello Sergio

3 Utensili per tornire Gli utensili impiegati sul tornio sono numerosi, in relazione alle molteplici operazioni che la macchina consente di eseguire. Oltre agli utensili propri del tornio a testa singola per tornire esterni e alesare interni, vengono impiegati sul tornio anche utensili propri di altre macchine utensili, come la punta elicoidale, utensili per filettare ecc. Asportazione di truciolo 1

4 Utensili a testa singola In figura sono rappresentati le facce e gli spigoli di un utensile sgrossatore da tornio a testa singola. Le parti principali sono le seguenti (UNI 3401): Stelo parte dell utensile che viene fissata alla torretta del tornio; Testa parte attiva dell utensile; Base superficie piana di appoggio dell utensile sulla torretta del tornio; Petto faccia superiore sulla quale si forma e scorre il truciolo quando viene staccato dal pezzo in lavorazione; F.P. fianco principale, rivolto verso la superficie in lavorazione nella direzione del moto di alimentazione; F.S. fianco secondario, rivolto verso la superficie già lavorata del pezzo; AB tagliente principale, ricavato sullo spigolo formato dall incontro del petto con il fianco principale; AC tagliente secondario, ricavato sullo spigolo formato dall incontro del petto con il fianco secondario; A punta, formata dal punto di intersezione del tagliente principale con quello secondario. Asportazione di truciolo 2

5 Eseguita una sezione 1-1 normale al tagliente principale AB dell utensile, si possono individuare i tre angoli principali α, β e γ, di cui chiariamo qui di seguito caratteristiche e funzioni. Utensili a testa singola Asportazione di truciolo 3

6 Angolo di spoglia inferiore α (alfa) L angolo di spoglia inferiore α ha lo scopo di ridurre l attrito tra il fianco principale dell utensile e la superficie in lavorazione e di permettere il ritorno elastico del materiale dopo la deformazione dovuta all azione del tagliente. Senza questo angolo o con un angolo α troppo piccolo, il materiale, dopo il passaggio dell utensile, nella fase di restituzione elastica, tenderebbe ad allontanare l utensile generando fenomeni vibratori; il fianco dell utensile striscerebbe sulla superficie lavorata causando una maggior resistenza al moto e, contemporaneamente, un forte e dannoso riscaldamento per attrito. D altra parte, l angolo α non dovrebbe essere troppo grande per non ridurre l angolo di taglio β e indebolire la testa dell utensile. Asportazione di truciolo 4

7 Angolo di spoglia inferiore α (alfa) La fase di restituzione elastica del materiale è dovuta all utensile che, dopo aver inciso il pezzo, agisce sotto il truciolo creando due zone di sollecitazione: una di compressione, sopra il truciolo, e una di trazione sotto, come in figura: a) zone di compressione e di trazione in prossimità dell utensile; b) diagrammi delle tensioni di compressione e di trazione in corrispondenza delle linea S1- S2. Asportazione di truciolo 5

8 Angolo di spoglia superiore γ (gamma) L angolo di spoglia superiore γ ha lo scopo di ridurre l attrito tra il truciolo e il petto dell utensile. Un aumento di γ facilita la formazione del truciolo; favorisce lo scorrimento del truciolo sul petto dell utensile, l allontanamento del materiale distaccato dalla zona di taglio e un abbassamento della temperatura del tagliente; agevola l avanzamento dell utensile; fa diminuire lo sforzo di taglio. Valori elevati di γ sono usati per tagliare materiali teneri e duttili, che danno trucioli lunghi e fluenti e che richiedono modeste pressioni di taglio. Valori limitati di γ sono usati per tagliare materiali duri e fragili, che danno trucioli corti e spezzettati e che richiedono elevate pressioni di taglio. Una diminuzione dell angolo γ fa aumentare l angolo di taglio β e, di conseguenza, la resistenza meccanica dell utensile. Asportazione di truciolo 6

9 Angolo di taglio β (beta) Dal valore dell angolo di taglio β (angolo del cuneo) dipendono la resistenza meccanica e la capacità di penetrazione dell utensile. Aumentando questo angolo il truciolo da fluente tende a diventare gradinato e discontinuo. Asportazione di truciolo 7

10 Angolo di registrazione del tagliente secondario X' Nella finitura superficiale è opportuno che χ sia il più piccolo possibile. Nella sgrossatura l angolo χ serve a evitare i tallonamenti del tagliente secondario sulla superficie già lavorata. In genere si adottano angoli χ di circa Angolo di registrazione del tagliente principale X L angolo di registrazione χ ha molta influenza sull entità della pressione di contatto tra utensile e pezzo e quindi sull usura del tagliente. Nella sgrossatura in genere si adottano angoli di registrazione χ di circa 45. Asportazione di truciolo 8

11 Utensili con placchette riportate Vengono utilizzati utensili con placchette di materiali durissimi come i carburi metallici, riportate sulla testa dell utensile, quando si deve lavorare con elevate velocità di taglio o quando il materiale del pezzo è molto duro oppure presenta delle scorie sulla superficie. Asportazione di truciolo 9

12 Utensili con placchette riportate Le placchette di metallo duro sono fissate alla testa dell utensile mediante una staffa, oppure vengono saldata con rame o nichel. Il valore degli angoli di taglio β e degli angoli di spoglia α e γ dipende ancora dal materiale in lavorazione, ma è diverso da quello degli utensili in acciaio. Nella tabella sono indicati i valori degli angoli α, β, e γ, per placchette di carburi metallici, a seconda dei diversi materiali in lavorazione. Nell affilatura degli utensili con placchetta la faccia della testa dell utensile dovrà essere affilata con un angolo di circa 2 maggiore dell angolo di spoglia inferiore α del fianco di taglio della placchetta. Asportazione di truciolo 9

13 Direzione di taglio Il pezzo in lavorazione può essere tornito facendo avanzare l utensile sia verso destra che verso sinistra. Nel primo caso, l utensile, visto dalla parte della testa e con lo spigolo tagliente in alto, presenta il tagliente a sinistra e perciò si chiama utensile sinistro. Nel secondo caso l utensile presenta il tagliente a destra e si chiama utensile destro. Asportazione di truciolo 10

14 Forma della testa dell utensile La forma degli utensili del torio varia sensibilmente a seconda della forma del pezzo in lavorazione e del tipo di operazione da eseguire. Si distinguono: a) Utensili diritti: la mezzeria vista dall alto e di lato, è diritta; b) Utensili arcuati: la mezzeria, vista di lato, è arcuata; c) Utensili piegati: la mezzeria, vista dall alto, è piegata a destra o a sinistra; d) Utensili a testa scostata o a coltello: la tesa è sporgente rispetto al gambo. Asportazione di truciolo 11

15 Principali utensili a testa singola Nelle figure che seguono, sono illustrati i principali utensili impiegati nella tornitura. In particolare viene messa in evidenza la forma geometrica degli utensili, gli angoli di taglio β e di spoglia α e γ, il tipo di lavorazione in cui vengono impiegati e il moto di avanzamento che viene loro impresso. Utensile dritto per sgrossatura È detto anche utensile a unghia. Serve per tornire eterni e per sfacciare. L angolo dei taglienti δ può essere, a seconda dei casi, di 100, 90, 80. a)utensile destro; b)utensile sinistro. Asportazione di truciolo 12

16 Utensile piegato per sgrossatura Utensile diritto per finitura a) Utensile destro; b) Utensile sinistro. Simmetrico Asportazione di truciolo 13

17 Utensile piegato per finitura Serve per sfacciare e per eseguire spallamenti. Utensile largo per finitura L utensile largo per finitura è usato con avanzamento frontale per formare gole e smussi. Asportazione di truciolo 14

18 Utensile piegato per fori passanti Per l alesatura di fori passanti è impiegato per la smussatura dello spigolo dei fori. Utensile piegato per fori ciechi Alesatura e sfacciatura del fondo di fori ciechi. Asportazione di truciolo 15

19 Utensile a testa rastremata Impiegato nelle lavorazioni di troncatura e di tornitura di gole; lavora con avanzamento radiale; può essere destro o sinistro. Asportazione di truciolo 16

20 Utensile diritto per sgrossatura con placchetta di carburi riportata Serve per tornire e sfacciare; a) Utensile destro b) Utensile sinistro. Asportazione di truciolo 17

21 Utensile piegato per finitura con placchetta di carburi riportata Detto anche a coltello, serve per torniture esterne, spallamenti e sfacciature; a) Utensile destro; b) Utensile sinistro. Asportazione di truciolo 18

22 Utensile per gole di scarico interne L utensile per gole di scarico interne è impiegato per le parti da rettificare, ha avanzamento soltanto radiale. Asportazione di truciolo 19

23 Utensile a coltello L utensile a coltello è detto anche utensile laterale. Serve per tornire esterni con spallamenti e per sfacciare; a) Utensile destro; b) Utensile sinistro. Asportazione di truciolo 20

24 Classificazione ISO degli utensili per tornitura Principali utensili per tornitura con le relative sigle ISO. Asportazione di truciolo 22

25 Codifica ISO degli utensili e degli inserti Nella tabella 4.28 e tabella 4.29 vengono riportate la codifica ISO degli utensili per la tornitura esterna e degli inserti per tornitura. Nella tabella 4.28 troviamo la sigla di un utensile per tornitura esterna: C3 P C L N R H 09 IC C3 Dimensione dell accoppiamento stelo-inserto; P Sistema di bloccaggio a leva; C Forma dell inserto; L Tipo di attacco; N Angolo di spoglia inferiore dell inserto; R Tipo di esecuzione; 16 Altezza dello stelo; 16 Larghezza dello stelo; H Lunghezza dell utensile 100 mm 09 Lunghezza tagliente in mm; IC Staffa con rompitrucioli; Asportazione di truciolo 21

26 Codifica ISO degli utensili e degli inserti Nella tabella 4.29 troviamo la sigla di un inserto per tornitura: T N G N PF T Forma dell inserto triangolare; N Angolo di spoglia inferiore = 0; G Tolleranza; N Tipo di inserto; 11 Dimensione inserto in millimetri e lunghezza tagliente; 03 Spessore in millimetri; 08 raggio della punta in millimetri; PF ISO P finitura (PR: ISO P sgrossatura). Asportazione di truciolo 21